10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Предварительный усилитель Hi-Fi на NE5532 своими руками

KOMITART — развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

Осциллографы

Мультиметры

Купить паяльник

Купить Микшер

Купить Караоке

Статистика

Предварительный усилитель на NE5532 с регулятором громкости.

Предварительный усилитель на NE5532 с регулятором громкости.

Предварительный усилитель на NE5532 с регулятором громкости

В статье приведена принципиальная схема и печатная плата предварительного усилителя, основным элементом которой является сдвоенный операционный усилитель NE5532. Так же в схеме можно использовать такие, как TL072, OPA2134, CA1458, OP275, LM6172, OPA627, AD826. Данный пред подойдет для использования практически с любым усилителем мощности. Автор применял его с усилителями, собранными на TDA7293 (TDA7294) и LM3886. На борту имеется регулятор громкости. Принципиальная схема предварительного усилителя:

При указанных номиналах резисторов R5 и R6 (22k) коэффициент усиления равен 3, в большинстве случаев этого оказывается вполне достаточно, но это не предел, увеличение номиналов вышеуказанных резисторов до 47 кОм даст усиление в 5 раз, увеличив номинал до 100 кОм усиление будет примерно в 10 раз.

На одной плате со схемой преда смонтирован стабилизированный источник питания, реализован он на IC2 и IC3 (7812/7912).

На момент написания статьи мы нашли на Aliexpress конструктор, один в один повторяющий данную схему предварительного усилителя. Единственная разница заключается в том, что печатная плата с Ali рассчитана на установку диодной сборки DB107 на ток 1 Ампер. Мы же снимали копию платы с применением сборки 2W06 (ток 2А).

Диодная сборка 2W06

Даже с учетом применения разных диодных сборок разница не существенная. Печатная плата формата LAY6:

Фото-вид платы предварительного усилителя на NE5532 формата LAY6:

Плата предварительного усилителя односторонняя, размер 52 х 70 мм.

Внешний вид печатных плат конструктора:

Плата конструктора в сборе:

Плата предусилителя на NE5532 в сборе

Плата предусилителя на NE5532 в сборе 2

И еще одно небольшое отличие, в конструкторе вместо лагорифма 50 кОм применен потенциометр с линейной характеристикой номиналом 100 кОм. Комплектующие довольно не плохие, радуют неполярные конденсаторы WIMA, наличие панельки под операционник.

• R1, R2 – 47k – 2 шт.
• R3, R4 – 10k – 2 шт.
• R5, R6 – 22k – 2 шт.
• R7, R8 – 1k – 2 шт.

• P1 – 2 x 50k – сдвоенный потенциометр с логарифмической зависимостью (можно поставить с линейной) – 1 шт.

• C1, C2 – 1mF — пленка или электролит – 2 шт.
• C3, C4 – 47mF/25V – электролит – 2 шт.
• C5, C6 – 2200mF/25V – электролит – 2 шт.
• C7, C8 – 100mF/25V – электролит – 2 шт.
• C9, C10 – 100n — пленка или керамика – 2 шт.

• IC1 – NE5532 (Tl072, OPA2134, CA1458, OP275, LM6172, OPA627, AD826) – 1 шт.
• IC2 – 7812 – (Positiv) интегральный стабилизатор 12 Вольт – 1 шт.
• IC3 – 7912 – (Negativ) интегральный стабилизатор 12 Вольт – 1 шт.

• B1 – 2W6 (2W01, 2W02, 2W04, 2W08, 2W10) – диодная сборка 2А – 1 шт.

• Разъемы 3 Pin (вход, выход, питание) – 3 шт.

В архиве для скачивания находятся схема, исходники, плата в формате LAY6, а так же даташиты на диодные сборки линеек DB101. 107 и 2W005. 2W10. Размер файла – 1 Mb.

Стереофонический предварительный усилитель с темброблоком на ОУ NE5532

Этот стереофонический предварительный усилитель построен на основе популярного операционного усилителя NE5532 и нескольких дискретных элементов. Предварительный усилитель подходит для работы с любым источником сигнала, таким как mp3 плеер или компьютер, а в дополнении с оконечным усилителем мощности позволит получить дома неплохой звук.

В предусилителе предусмотрен темброблок, позволяющий производить регулировку низких и высоких частот, а также регулировку громкости с помощью трех спаренных поворотных потенциометров. Размещение потенциометров на краю платы позволяет отказаться от проводов, соединяющих потенциометры с платой, что в свою очередь приводит к улучшению параметров усилителя в плане шумов.

Читать еще:  Быстрозажимная струбцина для верстака своими руками

Предусилитель питается от двухполярного источника питания с напряжением от +/-18 до +/-30 вольт.

Работа предварительный усилитель с темброблоком

Принципиальная схема предусилителя показана на рисунке ниже:
Усилитель состоит из двух одинаковых каналов. Работу предварительного усилителя изучим на одном из них. Входной сигнал подается на разъем GP1 и поступает прямо на фильтр высоких частот, состоящий из конденсатора C1 (1 мкФ) и резистора R1 (100k) с частотой среза около 1,5 Гц, это позволяет эффективно срезать постоянную составляющую и самые низкие частоты.

Далее сигнал поступает на неинвертирующий усилитель U1 (NE5532) и резисторы R3 (10k) и R7 (4,7 k), что обеспечивает усиление сигнала в 1,5 раза. Небольшой конденсатор C3 (10 пФ) предотвращает возбуждение, в то время как C5 (1 мкФ) разделяет контуры на усилителях U1 и U2(NE5532).

Регулятор частот построен на усилителе U2, а сама регулировка частот построена классическим способом. Элементы, вносящие изменения в характеристики находятся в петле отрицательной обратной связи усилителя U2. Когда оба регуляторы находятся в центральном положении, сопротивление X1 (полученное из элементов: R9 (10k), C9 (33 нФ), C7 (4,7 нФ), а также: P1 (100k), P2 (100k), R11 (10k) и R12 (3,3 к) — «в среднем положении») между входным сигналом и инвертирующим входом усилителя U2 равно сопротивлению X2 (полученное из элементов: R15 (10к), C11 (33 нФ), C13 (4,7 нФ) и в середине также: P1, P2, R11 и R12 — » в среднем положении») между выходом усилителя U2 и инвертирующим вход. Коэффициент усиления А, выражается следующей зависимостью:

Предварительный усилитель с трехполосным эквалайзером на ОУ NE5532

  • Цена: $6.73
  • Перейти в магазин

Предварительные усилители используются для «подготовки» аудиосигнала перед усилением УНЧ на акустическую систему или на наушники. В предусилителях сигнал усиливается до нужного уровня (раскачать УНЧ), производится частотная коррекция, согласование входного и выходного сопротивления и прочее. Изучим этого пациента…

Пришло вот что:

В пакетике плата, крепление и ручки регуляторов:

Размеры:

ОУ NE5532, красные конденсаторы — на международном радиолюбительском форуме говорят хорошие — филиппинские:

Стабилизаторы питания на 15В:

Конденсаторы фильтра питания 2200 мкФ на 25 В. Марка — HongFa. Вывод — питать пред можно от трансформатора 12 В или 15 В переменки. Две обмотки.


Обратная сторона платы — флюс отмыт на 4-ку:

Подключение и регулировка тембра такое:

Подключил к трансформатору с двумя обмотками на 12 В. Даже если не подать питание на пред, сигнал проходит на выход — около 0.043 В при 0.3 В на входе:

Включил питание и на выходе получилась ерунда вместо синуса:

Заменил один ОУ и все нормально стало. Вывод — прислали с одним битым ОУ.
На входе преда:

На выходе — макс громкость:

Получаем усиление сигнала в 7.5 раза.
Если покрутить регуляторы эквалайзера — можно добиться нормального прямоугольного сигнала на выходе:

Замерил в RMAA один канал. Перед замерами подключил на выход предусилителя нагрузочные резисторы в 51 кОм:

АЧХ как мог, выровнял регуляторами (см. зеленую линию):




Крутим регуляторы эквалайзера. Слева — на минимуме, справа на максимуме:
Высокие частоты — изменение 15 dB в каждую сторону:

Средние частоты — изменение 7 dB в каждую сторону:

Низкие частоты — изменение 15 dB (см. зеленую линию) в каждую сторону:

Схему усилителя рисовать не буду. Она тут обычная для таких устройств. ОУ на входе, потом пассивный эквалайзер на три полосы, ОУ на выходе. На выходе по пути сигнала два электролита на 47 мкФ. При желании их можно заменить на качественную пленку, электролиты, неполярные электролиты или на тантал. По питанию — диодный мост (шунтированный пленочными конденсаторами), два конденсатора на 2200 мкФ. При желании можно заменить на качественные. Потом два стабилизатора и электролит на выходе на 100 мкФ. При желании ОУ можно заменить на более качественные, например на OPA2134.

По звуку особых претензий нет. Фона тоже не слышно. Порадовали переменные резисторы в предусилителе — баланс ровный, не трещат и не шуршат. Удивительно.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Предварительный усилитель с претензией на Hi-End! (часть I)

Опубликовано: 11 сентября, 2014 • Рубрика: Предварительные усилители

Читать еще:  Мощная рогатка для стрел своими руками

Автор: Douglas Self (Дуглас Селф), вольный перевод статьи: главный редактор «РадиоГазеты»

Современные цифровые источники звука (CD-проигрыватели, ЦАПы и т.п.) имеют очень низкий уровень шумов. Гораздо ниже, чем винил или магнитная лента. Из-за этого требования к шумам последующего усилительного тракта на сегодняшний день стали гораздо выше, чем в эпоху аналогового звука. В свете этих требований при разработке описанного ниже предварительного усилителя в первую очередь ставилась задача получения качественного звучания при ультранизком уровне шумов без применения экзотических или дорогостоящих компонентов.

В большинстве каскадов автор применил свои любимые операционные усилители NE5532, но в некоторых узлах используются LM4562, так как в последнее время они стали доступнее и позволяют получить гораздо меньшие искажения при работе на низкоомную нагрузку.

Что за меломан ( и уж тем более аудиофил) без винила? Именно для них предусилитель оснащен двумя фонкорректорами под разные типы звукоснимателей. Кроме того, конструкция имеет регулятор тембра, наглядный индикатор уровня и симметричные выходы, что сегодня стало практически стандартом для высококачественной аудио-аппаратуры.

Структурная схема предусилителя показана на рисунке:

Увеличение по клику

Все модули собраны на отдельных печатных платах, что упрощает их размещение в корпусе и облегчает коммутацию.
В этой части цикла статей приводится описание схемы непосредственно усилителя с регуляторами громкости, баланса и тембра, а также организации симметричного выхода.

Принципиальная схема модуля предварительного усиления:

Увеличение по клику

Все сопротивления (не только резисторы, но и сопротивления активных компонентов, например сопротивление базы транзистора) генерируют шумы, уровень которых зависит от величины сопротивления и температуры. Так как повлиять на температуру в помещении прослушивания довольно сложно, то единственный способ уменьшить шумы сопротивлений — это уменьшать величину самого сопротивления. Отсюда вытекает главная особенность представленной схемы — использование низкоомных резисторов на всём пути звукового сигнала.

Если для постоянных резисторов выбор низкоомных номиналов не представляет проблем, то для переменных резисторов (для регуляторов громкости, баланса и тембра) номинальный ряд существенно ограничен. Обычно в этих цепях можно увидеть переменные резисторы на 47кОм, 22кОм, в лучшем случае 10 кОм. В данной конструкции Дуглас Селф применил переменные резисторы на 1кОм — это, пожалуй, минимальный номинал из доступных среди переменных резисторов.

Кстати, вот характеристики, которых удалось достичь:

(Измерения проводились при напряжении питания 17В, при отключенных регуляторах тембра, с использованием симметричных входов и выходов)

0,0009% (20 kHz, B = 22 Hz до 80 kHz)

Использование низкоомных резисторов также позволяет снизить смещение операционных усилителей входными токами, что также снижает шум, вызванный колебаниями токов ОУ.

Для снижения шумов активных компонентов в схеме использовано параллельное соединение каскадов. Конечно, можно было бы использовать современные малошумящие ОУ типа AD797. Но это будет значительно дороже и сложнее (так как в одном корпусе содержится только один ОУ). Обращаю внимание, что речь идёт не о параллельном соединении микросхем (когда их напаивают этажеркой друг на друга), а о параллельном соединении усилительных каскадов. Только в этом случае шумы усилительных элементов будут некоррелируемые, за счёт чего общий уровень шума уменьшается на 3дБ при запараллеливании 2-х каскадов. При параллельном соединении 4-х каскадах шум уменьшается на 6дБ, т.е. в два раза.

Если запараллелить 8 каскадов, то шум уменьшится на 9 дБ, но для такого выигрыша затраты получаются неоправдано высоки.

Из-за применения низкоомных резисторов в регуляторе тембра номиналы конденсаторов получились гораздо больше привычных. Но сегодня это не является проблемой для современной элементной базы.

Линейный вход и регулятор баланса.

Для снижения шумов и помех непосредственно на входе усилителя установлен фильтр R1C1 и R2C2 . Буферные каскады IC1A и IC1B обеспечивают входное сопротивление порядка 50кОм и улучшают подавление синфазных помех. Непосредственно усилительный каскад собран на LM4562 (IC2A), коэффициент усиления которого регулируется потенциометром P1A. Этот же потенциометр в правом канале включен «противофазно» левому, за счет чего получается регулировка баланса. Обратная связь в каскаде реализована через два параллельных буфера IC3A и IC3b, за счёт чего достигается неизменность коэффициента усиления каскада независимо от изменения нагрузки. Кроме того, такое решение снижает уровень шума и обеспечивает низкое выходное сопротивление.

Типовая реализация регулятора баланса обычно негативно влияет на сцену и «виртуальное» расположение инструментов, из-за чего довольно редко встречается в Hi-End аппаратуре. Решение данного узла, предложенное Дугласом Селфом, не имеет этого недостатка.

Читать еще:  Стол из кабельной катушки своими руками

Уровень шума этой части предусилителя составляет всего -109 дБ в среднем положении регулятора баланса, -106 дБ при максимальном и -116 дБ при минимальном положениях регулятора (в полосе частот 22 Гц до 22 кГц).

Регулятор тембра.

Несмотря на то, что выглядит регулятор несколько необычно, тем не менее здесь применена классическая схема регулятора тембра Баксандалла. Как отмечалось выше из-за низких номиналов переменных сопротивлений номиналы конденсаторов получаются существенно больше «типовых» значений.

Конденсатор С7 (1 мкФ) определяет нижнюю частоту регулировки тембра, а конденсаторы C8 и C9 имеют значение 100 нФ и определяют частоту регулировки тембра на ВЧ. При желании глубину регулировки тембра можно увеличить до ± 10 дБ. За счет элементов IC4 исключено взаимное влияние цепей НЧ и ВЧ при регулировании тембров.

Не смотря на большие габариты и высокую стоимость, для этой части схемы настоятельно рекомендуется применение полипропиленовых конденсаторов.

Уровень шума регулятора тембра составляет всего -113 дБ в среднем положении регуляторов.

Реле RE1 служит для отключения регулятора тембра, если в нём нет необходимости. В этом случае сигнал снимается с выхода IC2A и поступает напрямую на вход IC9B в обход регулятора тембра. Чтобы избежать щелчков при коммутации служит резистор R18. Для снижения перекрестных помех коммутация в каждом канале осуществляется отдельным реле. В этом случае контактные группы реле можно запараллелить, что снизит сопротивление контактов и дополнительно повысит надёжность этой части схемы.

Активный регулятор громкости.

Регулятор громкости также реализован по идее Питера Баксандалла, что во-первых позволило получить сверхнизкий уровень шума (особенно на малых громкостях), а во-вторых получить логарифмическую характеристику регулирования при использовании потенциометров с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота. Максимальное усиление составляет +16 дБ, при этом точка 0 дБ получается в среднем положении потенциометра.

Четыре соединённых параллельно усилителя, как отмечалось выше, служат для снижения уровня шума на 6 дБ. Уровень собственных шумов такого регулятора составляет -101 дБ при максимальном усилении и -109 дБ при усилении 0 дБ. На практике регулятор громкости обычно устанавливается в положении -20 дБ, тогда уровень шума составит -115 дБ, который существенно ниже порога слышимости.

Чтобы вы могли оценить качество каждого каскада для них были приведены собственные уровни шумов. Результирующий уровень шума данного предусилителя, как нетрудно догадаться, будет несколько варьироваться в зависимости от положения потенциометров.

Симметричный выход реализован за счёт фазоинвертора на ОУ IC9A и имеет двойную амплитуду сигнала по сравнению с несимметричным. Впрочем, это нормально для профессиональной аудиотехники.

Конструкция и настройка.

Размещение элементов усилителя на плате:

Увеличение по клику

При сборке сначала запаиваются резисторы, а затем остальные компоненты.
Джампер JP1 предназначен для подбора оптимального подключения земли винил-корректора (есть аналогичные джамперы на платах MC / MD). Не забудьте их подключить. Место подключение подбирается экспериментально после сборки конструкции в корпусе.

Фото собранной платы:

Увеличение по клику

Данный блок настройки не требует.
Частотные характеристики усилителя и регулятора тембра:

Увеличение по клику

Список элементов:

Резисторы:
(1% точность; металло-плёночные; 0.25W)
R1,R2,R39,R40 = 100Ohm
R3-R6,R41-R44,R78,R79 = 100kOhm
R7-R12,R16,R17,R21-R24,R33,R34,
R45-R50,R54,R55,R59-R62,R71,R72 = 1kOhm
R13,R51 = 470Ohm
R14,R15,R52,R53 = 430Ohm
R18,R35,R36,R56,R73,R74 = 22kOhm
R19,R20,R57,R58 = 20Ohm
R25-R28,R63-R66 = 3.3kOhm
R29-R32,R67-R70 = 10Ohm
R37,R38,R75,R76 = 47Ohm
R77 = 120Ohm
P1,P2,P3,P4 = 1kOhm, 10%, 1W, stereo potentiometer, линейный, например Vishay Spectrol cermet type 14920F0GJSX13102KA. или, Vishay Spectrol conductive plastic type 148DXG56S102SP.

Конденсаторы:
C1,C2,C10-C14,C26,C27,C35-C39 = 100pF 630V, 1%, polystyrene, axial
C3,C4,C28,C29 = 47µF 35V, 20%, неполярный, диаметром 8mm, расстояние между выводами 3.5mm, например Multicomp p/n NP35V476M8X11.5
C5,C6,C30,C31 = 470pF 630V, 1%, polystyrene, axial
C7,C32 = 1µF 250V, 5%, polypropylene, расстояние между выводами 15mm
C8,C9,C33,C34 = 100nF 250V, 5%, polypropylene, lead spacing 10mm
C15,C16,C40,C41 = 220µF 35V, 20%, неполярные, диаметром 13mm,расстояние между выводами 5mm, например Multicomp p/n NP35V227M13X20
C17-C25,C42-C50 = 100nF 100V, 10%, расстояние между выводами 7.5mm
C51 = 470nF 100V, 10%, расстояние между выводами 7.5mm
C52,C53 = 100µF 25V, 20%, диаметр 6.3mm, расстояние между выводами 2.5mm

Микросхемы:
IC1,IC3,IC5-IC10,IC12,IC14-IC18 = NE5532, например ON Semiconductor type NE5532ANG
IC2,IC4,IC11,IC13 = LM4562, например National Semiconductor type LM4562NA/NOPB

Разное:
K1-K4 = 4-х контактный разъём, шаг 0.1’’ (2.54mm)
K5,K6,K7 = 2-х контактный разъём, шаг 0.1’’ (2.54mm)
JP1 = 2-х контактный джампер, шаг 0.1’’ (2.54mm)
K8 = 3-х контактный винтовой блок, шаг 5mm
RE1,RE2 = реле, 12V/960Ohm, 230VAC/3A, DPDT, TE Connectivity/Axicom type V23105-A5003-A201

Продолжение следует.

Статья подготовлена по материалам журнала «Электор» (Германия)

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector